İstinat Yapıları 
Eğimli arazilerde araziden yararlanmak üzere zemini tabi şev açısından daha dik açı ile tutmak kayma göçme ihtimali olan zeminlerin yıkılmasının engellemek , bir binanın bodrum duvarlarını oluşturmak. Kıyıların erozyondan veya taşkınlardan korunmasını sağlamak, köprülerde kenar ayak görevi yapmak , derin çukurların yan duvarlarını tutmak gibi amaçlara hizmet vermek için inşa olunan düşey yada düşeye yakın geçişi sağlayan yapılara istinat yapıları denilir.

İstinat duvarlarını kütle istinat duvarları ve kütle olmayan istinat duvarları olarak iki kategoride inceleyebiliriz.

Kütle istinat duvarları kendi ağırlıkları ile stabiliteyi sağlarlar. Duvar gövdesi değişik şekil ve kombinasyonlarda inşa edilebilir.Yapının gövdesi , beton kütle , betonla birlikte zemin veya sadece zemin şeklinde oluşturulabilir.Bu duvarlar rijit veya bükülebilir olarak sınıflandırılabilirler.Bu tip duvarların hepsi üstten serbest olup deplasmana müsaittir.Bu nedenlede aktif toprak başıncı kolayca oluşur.

Kütle olmayan duvarlarda ise harekete izin verilmez. Bodrum duvarları, köprü giriş ayakları ve ankrajlı duvarlar bu tipi oluştururlar. Ankrajlı beton perde duvarlar henüz inşaat aşamasında iken toprağı tutacak şekilde inşa edilirler.

RİJİT BETON KÜTLE DUVARLAR

Beton kütle duvarlar genelde iyi performans gösterirler fakat potansiyel kayma düzleminin iyi drenajlı granüler dolgu içerisinde oluşmasını sağlayabilmek için büyük miktarda kazı ve dolgu gerekebilir.

Herhangi bir durumda pozitif drenaj mutlaka sağlanmalıdır.Drenaj deliklerinin her an tıkanması söz konusu olduğundan bunların periyodik bakımı gerekmektedir.

SADECE BETONDAN YAPILMIŞ BETON KÜTLE DUVARLAR

Çekme gerilmesi alamazlar ve fazla yüksek durumlar için ekonomik değildirler.

YARI KÜTLE DUVARLAR

Az miktarda donatı çeliğine sahiptirler.Bnun amacı beton hacmini küçültmek ve büyük yükseklikli duvarlarda kapasiteyi artırmaktır. Bu tip duvarlar 32 metreye kadar inşa olunmuştur.(Kulhawy,1974)

BETONARME KONSOL DUVARLAR

Genellikle 8 m seviyesindeki duvarlar için ekonomiktirler. Bunun sebebi duvarın taban gövde birleşiminde yeterli mukavemetin sağlanma gereğidir.Arka topuk üzerine etkiyen toprağın ağırlığı ise aktif itkiye direnç sağlamak için beton ağırlığına ilave edilir.Bu tip duvarlar Ka dan çok Ko toprak basıncına göre tasarlanır çünkü Ko şartalarını oluşturmak için gerekli eğilme duvarda çatlaklara , özellikle kuvvetli temel elemanları ile desteklendiği yerlerde sebep olabilir.

PAYANDALI DUVARLAR

Payandalarla güçlendirilmiş, yükseklikleri 8 m den 12 m ye kadar değişen konsol duvarlardır.Boyutlandırılmaları konsol duvarlara benzer ve payanda aralıkları duvar yüksekliğine bağlı olarak (1/3) ile (1/2)H arasında değişir.yüksekliğin 10 m olduğu duvarlarda aralık bırakma (1/2)H seviyelerindedir. Bu duvarda devrilmeye ve kaymaya karşı direnç tabana ankraj yapılarak elde edilebilir.

BÜKÜLEBİLİR KÜTLE DUVARLAR

Donatılı zemin duvarlar yüksek kapasiteli bir şekilde inşa edilebilirler.Bu duvarlar pozitif eğim drenajı sağlamada ve oturma toleransı açısından doğal avantajlara sahiptirler.

KAYA DOLGULU BUTRESLER

Büyük kaya parçacıkları ile inşa edilirler.Topuk yerinin uygunluğuna göre hareket eden şevleri stabilize etmekte kullanılırlar.

METAL SANDIK TİPİ DUVARLAR

Bunlar içi kaya veya çakıl dolu metal blokların birbirine çakılması ile inşa edilen duvarlardır.metal bloklar genellikle 1m 1m kesitinde olup 2 m ye varabilen uzunluklara sahiptirler.Bu duvarlarda tüm yapının stabilitesi hesaplanırken her bir bloğun da stabilitesi göz önünde bulundurulmalıdır.Dvar yüzü düşeyden 6derece geriye doğru yatırılır.Maksimum yükseklik10 m civarındadır. Duvarın ön veya arka yüzü basamaklı olabilmektedir.

KAFES TİPİ DUVARLAR

Birbirine bağlı ahşap kereste , prefabrike beton ve metal elemanlardan imal edilen ve içi kırmataş veya diğer kaba daneli malzemelerle doldurulmuş kutulardan oluşan yapılardır.Genellikle yer seviyesindeki sıkıştırılmış yol dolgularında kullanılırlar.Prefabrik elemenlar genellikle 2 m uzunluğundadır ve duvar yüksekliğide bunun iki katı ile sınırlıdır.Duvar yüksekliği kutu kısımlarını ikişer yaparak arttırılır fakat yüksek duvarların enine farklı oturmalara karşı çok hassas olması ve çapraz elemenların zayıflığı ağır sürşarj yüklerinin karşılanmasına meydan vermemektedir. Yük diyagramı gösterilerek devrilmeye karşı koyan kısım olarak (H*B) boyutundaki dikdörtgen alınmıştır.

DONATILI ZEMİN DUVARLARI

Genellikle galvanizli çelikten yapılmış şerit veya çubukların çekme gerilmelerini alamk üzere dolgunun içine gömülmesi ile inşa edilirler. Şeritler aliminyum , plastik veya biyolajik ayrışma yapmayan örgülerde olabilir .Bu çubuk vaya şeritler dış yüzeyde ince elemenlarla birleştirilirler.Bnun amacı yüzeyi tutabilmektir.Bu elemenler dayanıklılık estetik yatay basınçları karşılama ve her noktadaki gerekli mukavemet açısından prefabrike betondan yapılmaktadır.
Çubuklar gerekli çubuk-zemin sürtünmesini sağlayabilmek için yeterli uzunluk ve genişliğe sahip olmalıdır.Bu uzunluklar genellikle yapı yüksekliğinin 0.8 ile 1.2 katı arasında değişmektedir.Gerekli sürtünmenin elde edilebilmesi için dolgunun içsel sürtünme açısı minimum 25derece olmalıdır.Ayrıca dolgunun maksimum %25 lik kısmı no:200 eleğinden geçirilmelidir. (Lee ve diğerleri,1973)

ANKRAJLI DUVARLAR

ANKRAJLI BETON PERDE DUVARLAR

20-30 cm lik betonerme bloklardan oluşan ve kazı yapıldıkça yukarıdan aşağıya doğru gelişen duvarlardır. Tuttukları zemine ankraj edilirler.Bunlar normal bir duvar gibi inşa edilip sonrada doldurulabilirler.Bu duvar tipi derin ve yüksek kapasite isteyen durumlarda oldukça kullanışlıdır. Büyük yapıların açık kazılarında yamaç dolgu ve yol dolgularının tutulması gibi durumlardada bu duvarlar avantajlıdır.Bu sistemin en büyük faydası kazı yapılırken şeve daima destek verilmesidir.Duvar yapılıp bittikten sonrada ilave ankrajla duvarın kapasitesi arttırılabilir.

ÇELİK PALPLANŞ DUVARLAR

Çelik palplanş profillerin zemine çakılması ve gerekirse geriye ankrajlarla bağlanması suretiyle inşa edilirler.Bu duvarların diğerlerine göre pek çok avantajları olduğundan daha yaygın kullanıma sahiptir.Bnların en önemli özellikleri şunlardır.

1.Yüksek çakma dayanımı özelliği(zemin sert veya kaya olsa bile)
2.Nisbeten hafif malzeme olması
3.Tekrar kullanılabilmesi
4.Su altında ve üstünde çok uzun süre hizmet verebilmesi
5.Kazıkların kaynakla veya vidalanarak rahatlıkla uzatilabilmesi
6.Eklem yerlerinin deformasyon eğiliminin az olması
7.İstenilen durumlara göre malzeme seçiminin yapılabilmesi

Bu yapılar yamaçlarda çok kullanılmazlar, çünkü deplasmana müsait olmaları , korozyona uğramaları ve yüksek maliyet söz konusudur.

İSTİNAT KAZIKLARI

Kazıkların yanyana getirilmesi ile ortaya çıkan istinat yapılarıdır. Alışılagelen istinat duvarlarına göre daha çabuk inşa edilebilmeleri ve inşa sırasında zemin profilini bozmamaları tercih sebebidir.Çakma kazık türünden olabildikleri gibi
yerinde inşa edilen kazık türüde bu amaçla kullanılabilir.

Yanal zemin yükü taşıyan kazıkların statik hesabı için değişik yöntemler uygulanmaktadır. Burada istinat kazıkları, elastik zemine oturan kiriş olarak göz önüne alınmış ve uygulama için yeterli olabileceği düşüncesiyle yarı sonsuz kiriş sonuçları ile yetinilmiştir.

KÖPRÜ AYAKLARI

Konsol betonerme duvarların boyutlandırılması ve stabilite kontrellerinin yapılmasında kullanılan esasların büyük bir kısmı konsol köprü ayaklarındada kullanılabilir. Köprü ayakları esas olarak köprünün üst yapısını veya tabliyesini destekler.Bunun yanında eğer kenar ayak söz konusu ise bu yapı köprüye birleşen yolun altında bulunan zeminin yatay itkisine karşı durur.Köprü orta ayakları ise köprü kirişlerinden gelen yatay ve düşey kuvvetleri karşılar ve güvenli bir şekilde zemine iletir.

İSTİNAT DUVARLARINA ETKİYEN KUVVETLER

Sismik basıncın istinat yapıları üzerindeki etkisi relatif sıkılığa ve zemin ile beraber çalışmasına bağlıdır.Zemin-yapı etkileşmesi iki kategoride tanımlanır.

1. Esnek yapılar zemin basıncını minimize etmeye kadar hareket etme eğilimindedirler, örneğin serbest duran istinat yapıları gibi.
2. Bodrum duvarları ve sabitleşmiş istinat duvarları gibi rijit yapılar.

Birinci durumda aktif basınçlar meydana gelir ve hareket tablodaki gibi oluşur. Duvar hareketinin miktarı temel sağlamlığına ve duvar esnekliğine bağlıdır.Kesin analizler yapılmalı ve aşağıdaki basınçlar kullanılmalıdır.

- Esneklik:Kaya olmayan malzemeye temellenmiş duvarlar veya 5 m den yüksek destek duvarları
- Orta durum:Kayaya temellenmiş 5 m den az yükseklikteki destek duvarlar
- Rijit durum:Kayaya temellenmiş ağırlık duvarları yada kazıklar
(Dowrick,1987)

SİSMİK TOPRAK BASINÇLARI 

Genel olarak sismik kuvvetleri elde etmede tavsiye edilen ve ekivalan-statik katsayıları benimseyen matod kulanılmaktadır.Sadece çok nadir yapılarda sonlu elemanları kullanan dinamik analizler mevcuddur.

Ekivalan-statik metodda zemin kamasının ağırlığına eşit yanal deprem kuvveti sismik bir katsayı ile çarpılmakta ve bunun zemin ağırlık merkezine etkidiği farzedilmektedir.Bu deprem kuvveti duvar üzerindeki statik kuvvetlere ilave bir kuvvet oluşturur.

Genelde bir deprem süresince duvar üzerine gelen toplam basınç aşağıdaki üç olası parçanın toplamıdır.

1.Ağırlık yüklerinden gelmesi beklenen statik basınç
2.Depremden gelmesi beklenen dinamik basınç
3.Dolguya bir dış kuvvetten gelebilecek basınç, örneğin monolitik bir köprü ayağında yatay sarsıntıdan oluşabilir.

Zemin basınçları aşağıdaki metodlarla tahmin edilebilir.

1.Elastik teori
2.Yaklaşık plastik teori,coulomb ve mononobe –Okabe 
3.Numerik metodlar , zemini sonlu elemanlar olarak modelleyen metodlar

Mononobe - Okabe metodunu kullanmak için efektif zemin ivmesi yaklaşık olarak 0.3 gr kadar olmalıdır.Bu da kohesyonsuz zeminlerde statik basınca eşit bir deprem kuvveti meydana getirecek değerdedir.Bunun için makul depremlerde sağlam kalabilecek ve sismik olmayan duvar tasarımında 2.0 gibi bir güvenlik faktörü kullanılmamalıdır.

AKTİF TOPRAK BASINCI

Aktif toprak basıncı göçme dairesi ile verilen plastik denge durumunu gösterir. Öncelikle OA ve OE gerilmeleri uygulanarak Ko durumu elde edilir.Daha sonra OE gerilmesi OC ye düşürülerek kayma açısı elde edilir. OA (maksimum) ve OC (minimum) gerilmeleri mohr dairesini oluşturmakta kullanılabilir.OA ile OC arasındaki fark ise daire çapı ve aynı zamanda deviatör gerilmesi olup labaratuarda üç eksenli gerilme deneyinden elde edilebilir.

Şekilde elastik ve plastik denge durumu gösterimi
a)Göçmeden önceki (elastik) ve göçme durumundaki (plastik) gerilme
b)OA sabit yüzey gerilmesinin başlangıç durumu 
c)Aktif toprak basıncı teorisi için kesme göçme yüzeyleri
d)Pasif toprak basıncı teorisi için kesme göçme yüzeyleri
c ve d deki kayma çizgileri idealize edilmiştir.(Bowles,1982)

Zemin karakteristiklerinin yükseklik boyunca değişmediği durumda zemin basıncının bileşkesi yani aktif toprak basıncı

Pa=0.5*Ka*?*H^2

PASİF TOPRAK BASINCI

Eğer (Ko durumundan) başlarsak,OA yı sabit tutarak yanal gerilme OE yi göçme gerilmesi OD ye getirirsek OD dairesini oluşturmak için gerekli verileri elde ederiz. Bu ikinci göçme dairesi ile tanımlanan pasif toprak basıncı durumudur. Bu durumda AD uzunluğu deviatör gerilmeyi vermektedir. Kayma düzlemleri yatayla ? açısını yapmaktadır kibu açı malzamanin sadece mekaniğiyle ilgilidir

Pp=0.5*Kp*?*h^2

COULOMB TOPRAK BASINCI TEORİSİ

Coulomb tarafından 1776 da sürülen toprak basıncı kabulleri şöyledir:

1) Zemin izotropik ve homojendir.ayrıca içsel sürtünme ve kohezyonuda içermektedir.
2) Göçme yüzeyü düzlemseldir. Coulomb bunun böyle olmadığını farketmiştir. Fakat hesapları kolaylaştırmak için kullanmıştır. Arka dolgu yüzeyi düzlemseldir.
3) Sürtünme kuvvetleri göçme yüzeyine üniform bir şekilde dağılmıştır ve ?=tan?(sürtünme katsayısı=?)
4) Göçme kaması rijit bir kütledir
5) Duvar sürtünmesi vardır. Göçme kaması duvar arkası boyunca hareket eder ve duvar sınırı boyunca sürtünme oluşturur.
6) Göçme düzlemsel bir eğilmedir sonsuz uzun bir kütlenin birim uzunluğu gözönüne alınacaktır.

RANKINE ZEMİN BASINCI

Rankine (1857) zemini plastik denge halinde düşünmüş ve coulombla aynı varsayımları yapmıştır.Coulomb’dan farklı olarak Rankine kohesyonu ve duvar sürtünmesini gözönüne almayarak problemi daha basit hale getirmiştir.

PROJELENDİRME AŞAMASI
Projelendirme aşaması için stabilite analizleri ve betonerme hesap yapılmalıdır.

STABİLİTE KONTROLLERİ
İnşaat duvarları hesabında ilk yapılacak iş ,istinat duvarının devrilme,kayma ve toptan göçme kontrollerinin yapılmasıdır.

Devrilme kontrolü

İstinat duvarının devrilme ve kayma kontrolünde taban zemini üzerindeki duvar ve zemin kütlesinin beraber hareket ettiği ve devrilmenin istinat duvarının ön alt köşesi etrefında meydana geleceği kabul edilir.W bu kütlenin ağırlığı olmak üzere devrilme güvenliği

No=Devrilmeye karşı koyan moment/Devirici moment

Olarak hesap edilir.Devrilme güvenliği 2 den küçük olmaması gerekirse daneli dolgu için 1.5 değerine kadar inebilir Statik ve dinamik zemin basınçlarının beraber etkidiği depremli durumda devrilme güvenliği en az 1.3 olmalıdır.Devrilme güvenliğinin sağlanmadığı durumda devrilmeye karşı koyan kuvveti artırmak için taban plağı boyunun büyütülmesi tavsiye edilir.

Kayma kontrolü

Kaymanın istinat duvarının tabanında meydana geldiği kabul edilerek kayma güvenliği

Ns=Kaymaya karşı koyan kuvvet / Kaydırıcı kuvvet

olarak hesap edilir.Kayma güvenliğinin 1.5 den küçük olmaması gerekir.Depremli durumda ise 1.1 değereine kadar inebilir. Kayma güvenliğinin hesabında duvarın ön kısmındaki pasif basınç genellikle ihmal edilirsede kayma güvenliğini sağlamak için taban dişi düzenlendiği durumda hesaba katılır.

Toptan göçme kontrolü

Zeminin zayıf olduğu durumda istinat duvarı ile beraber zemin kütlesinin alt zemin üzerinde kayması ile toptan göçme ortaya çıkabilir bu durumda kayma yüzeyinin silindirik olduğu kabul edilir.Silindir ekseninin düzlemi kestiği nokta ve yarıçap sistemin bütün parametrelerine bağlı olduğu için belirsizdir. Genel olarak göçme dairesinin istinat duvarı daire içinde kalacak şekilde duvarın arka ucundan geçtiği kabul edilir.Daire merkezinin yeri seçildikten sonra toptan göçme güvenliği 

Nt=Toptan devrilmeye karşı koyan moment/Devirici moment

Olarak hesap edilir.Burada moment dönme merkezi olan daire merkezine göre alınacaktır. Zemin ve duvarın ağırlıklarının momenti devirici momenti ve kayma dairesi üzerindeki sürtünme kuvvetlerinin momenti karşı koyan momenti oluşturmaktadır.Toptan göçme güvenliği zemin ve duvardan küçük düşey dilimler alarak hesaplanabilir.Daire merkezinin yeri değiştirilerek güvenliğin minimum değeri aranır. Bulunan sonucun ön görülen bir değerden küçük olması durumunda duvarın daha derine yerlerştirilmesi veya taban plağının boyunun büyütülmesi tavsiye edilir.

Zemin gerilmesi kontrolü

Zemin yatay itkisi ve ağırlığı altında (G+Q yükleme durumu) duvarın taban plağı altındaki gerilmeler kontrol edilerek bunların zemin emniyet gerilmesini geçmediğin belirlenmesi gerekir.Ayrıca çekme gerilmesinin meydana gelmemesi tavsiye edilir.Bu kontrolün sağlanamaması durumunda taban plağı büyütülerek zemin gerilmelerinin daha düzgün yayılması ve küçülmesi sağlanabilir.

STATİK VE BETONARME HESAP

İstinat duvarında H yanal zemin etkisini göstermek üzere 1.4 G+1.6H+1.6Q yüklemesi göz önüne alınarak ve kritik kesitleri ihtiva eden kısımlar için serbest cisim diyagramı çizilerek kesitlerdeki eğilme momenti ve kesme kuvveti hesaplanır ve kesit hesabı yapılır.Bazı durumlarda 0.9G+1.6H+1.6Q yüklemesininde kritik kesit tesirleri oluşturacağı unutulmamalıdır.Düşey plağın mesnet kesiti ve taban plağının düşey plakla birleşme kesitleri olmak üzere en az üç kesitte donatı hesaplanması gereklidir.İstinat duvarının yüksekliğine göre kesit sayısı arttırılır.Eğilme donatıları tek doğrultuda çalışan döşeme donatılarına benzer şekilde hesap edilir ve seçilir.Genellikle kayma donatısına ihtiyaç duyulmaz. İnşaat sırasındaki safhalarda düşünülerek donatı düzeninin seçiminin buna göre yapılması gerekir.

KONTRÜKTİF KURALLAR

İstinat duvarı tabanında düzgüne yakın gerilme yayılışı tercih edilmelidir.Teraltı suyunun birikip zemin itkisini artırmaması için zemin tarafında şekilde gösterildiği gibi dreneja elverişli malzeme ile dolgu yapılmalıdır.Alt kısma yerleştirilen boyuna boru ile toplanan su alınmalıdır.Ayrıca duvar içinde 1-2 m aralıkla barbakanlar düzenlenmelidir.Bunlar dışa doğru eğik olmalı ve tıkanmamaları için arka kısmına uygun dolgu yerleştirilmelidir.
GÜÇLENDİRME

Güçlendirme Nedir?
Kolonu Güçlendirme
Kirişi Güçlendirme
Kolon-Kiriş Bölgesini Güçlendirme
Döşemeyi Güçlendirme
Perdeyi Güçlendirme
Temeli Güçlendirme

ONARIM

Onarım Nedir?
Çatlakların Onarımı
Püskürtme ile Onarım
Epoksi ile Onarım

PEYZAJ MİMARLIĞI

Peyzaj Nedir?
Peyzaj Mimarlığı Nedir?
Dünya’da Ve Türkiye'de
Peyzaj Mimarlığı

İNŞAAT VE YAPI SEKTÖRÜ

Yapı Malzemecileri
Dekorasyon Firmaları
Mühendisler ve Mimarlar
Isıtma ve Havalandırma
Prefabrik Yapı
İnşaat Şirketleri
Prefabrik Yapı Elemanları


Kapı Pencere
Boya Firmaları
İzolasyon
Çevre Düzenleme ve Peyzaj
Ahşap Kaplama Firması
Havuz Sauna
Plastik Doğrama
© copyright 2005-2006, yapi-insaat.com Tüm hakları saklıdır.
Fatih Aydın